高分辨率圖像聲納的數(shù)據(jù)采集及圖像處理.pdf

1、高分辨率圖像聲納的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的三維運(yùn)動(dòng)軌跡定位信息的外部的測(cè)量，它采用兩臺(tái)多波束圖像聲納組合成一定交角同步測(cè)量，分別獲取目標(biāo)相對(duì)定位信息，以合成三維運(yùn)動(dòng)軌跡。本論文所研究的正是這一軌跡測(cè)量方案中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)恢復(fù)成圖像。 針對(duì)高分辨率圖像聲納上行信號(hào)的特殊格式，對(duì)兩路多波束聲納上行信號(hào)的采集系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)的整體研究。為了解決以往采集系統(tǒng)性能不穩(wěn)定并且在大功率情況下無法正常工作的問

2、題，采用基于FPGA編程的方式創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的由硬件電路實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鎖相環(huán)，為整個(gè)的采集系統(tǒng)提供了一個(gè)精確的同步信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器件自適應(yīng)尋找參考電平的方案，降低了量化誤差，提高了整體的采樣精確性。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)成了計(jì)算機(jī)內(nèi)置的PCI局部總線板卡的形式，具有良好的移植性，滿足了數(shù)據(jù)傳輸率快、數(shù)據(jù)量大、傳輸穩(wěn)定的要求。將操作系統(tǒng)由已經(jīng)淘汰的Win98移植到主流的Windows 2000超穩(wěn)定型系統(tǒng)，開發(fā)了Microsoft公司

3、全新的驅(qū)動(dòng)程序模式WDM下的驅(qū)動(dòng)程序，以及與驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行通信的用戶程序，有效地實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互和對(duì)板卡的實(shí)時(shí)控制，滿足了數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)的要求。后續(xù)的數(shù)據(jù)分離、位圖轉(zhuǎn)換程序?yàn)檫M(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理奠定了基礎(chǔ)，也為驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集的正確性提供了依據(jù)。 傳統(tǒng)的水聲圖像處理都是針對(duì)單幀的圖像進(jìn)行的，但是對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)單幀圖像得到的只是一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)，并不包含目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且運(yùn)動(dòng)目標(biāo)軌跡在整幀圖像中占有的比例小(僅為幾個(gè)象素點(diǎn))，含有的信息量少。首次采